排涝工程一体化泵站筒体现场缠绕施工技术

引言：

城市排涝需求的持续增加与地下空间开发利用的不断深入，使得一体化泵站在市政排涝工程中得到广泛应用，该设备具备集成程度高、施工耗时短、运行维护简便等显著特点。传统泵站建设模式存在施工周期偏长、投入成本较高、后期维护不便等问题，已无法满足现代化工程建设的实际需求。树脂现场缠绕技术的引入，不仅打破了大型筒体在运输环节的限制，还使结构强度与耐久性能得到显著增强。通过智能设备与新型材料的协同配合，为排涝工程构建起高效且环保的建设方案。

一、施工工艺

1、‌基础准备

在一体化泵站井筒缠绕设备进场前，需对设备摆放位置开展放线复核工作，并对井筒底部基础实施处理操作。

1.1 地基处理

当筒体基坑开挖至规定高程后，需检测井筒底部土体基础的压实度，该基础压实度需达到 95% 及以上，若未满足此标准，需采用震动压实方式处理土体；混凝土基础强度需维持在C30 及以上等级。

1.2 定位放线

运用 GPS 与全站仪对基础位置及井筒位置进行放线复测，确保激光定位产生的误差不超过 3mm

2、缠绕设备安装

缠绕设备选用立式现场缠绕设备，搭配组合式拼装芯模，配备专用喷枪，整个缠绕流程借助计算机调控完成。设备安装需遵循以下要求：为降低吊装操作难度，设备应靠近筒体安放区域设置。

3、模具的安装

现场缠绕设备的模具由上支撑环、下支撑环、中间立式支撑筋及两层三合板构成，其中立式支撑筋需竖向加装，三合板需分层铺设。

筒圆度保证措施：

（1）模具制作前需先对地面进行找平处理，树立标杆校验圆度，随后旋转模具并逐条安装立式支撑筋，保证支撑筋分布均匀。

（2）支撑筋安装完毕后，分两层固定三合板，使用射钉枪确保三合板与支撑筋紧密贴合。

4、筒体制作

玻璃钢泵站筒体的制作需经过内衬成型与结构层缠绕两道核心工序。如图1 所示。

图1 罐壁结构示意图

4.1 内衬成型

内衬采用喷射设备进行喷射成型，由于内衬直接与储存介质接触，其性能好坏直接影响罐体的使用寿命与防渗漏能力。

4.2 筒体缠绕

筒体缠绕是保障整个筒体强度的关键环节，缠绕作业采用立式现场设备，通过计算机控制缠绕参数。

首先是缠绕树脂的控制，树脂作为玻璃钢的基体材料，对筒体强度与耐腐蚀性能起主导作用。​其次是树脂促进剂与固化剂添加量的控制，促进剂与固化剂的用量会对玻璃钢产品质量产生影响，用量过多或过少均不符合要求。再者是缠绕纱的选用，缠绕纱作为玻璃钢的骨架，是筒体强度的核心支撑，因此纤维纱需严格按照工艺设计单要求选用，目前多采用玻璃纤维无碱粗纱。另外是富树脂层与结构层的控制，富树脂层树脂含量需达到 90% ，包含内衬层与外表层。最后是抗静电剂与抗老化剂的添加，抗静电剂用于保障罐体使用安全，避免静电引发危险。

筒体缠绕工艺需满足以下要求：

（1）缠绕时机：需在内衬层初固化后（固化度 30%-50% ）开展缠绕作业。

（2）缠绕张力：缠绕张力需低于内衬层初固化后的抗压强度（通常为 50-200N，具体数值根据纤维规格调整），防止内衬层被压溃。

（3）缠绕角度与层数：

环向缠绕（85° -90^∘ ）：主要作用是承受径向内压，需覆盖内衬全表面，缠绕带重叠率控制在 10%-15% ；​

交叉缠绕 （±30°-±60° °）：用于增强筒体轴向强度（抵御沉降、满足吊装需求），缠绕角度需保持对称，避免筒体出现扭曲；

缠绕层数需根据设计壁厚计算确定，每层厚度误差需控制在 0.2mm 以内，层间需进行压实处理（确保无气泡）。

5、附件组装

6、‌缠绕工艺

缠绕工艺是决定泵站筒体强度与使用性能的关键环节。

6.1 环向缠绕

环向缠绕角度控制在 89±1^∘ ，张力控制在 400-600N / 束，以此提升筒体抗压强度与刚度。

6.2 螺旋缠绕

螺旋缠绕角度设定为 54.7^∘ ，采用 ± 方向交叉缠绕方式，缠绕覆盖率需达到 50% 及以上，增强筒体轴向承载力与使用稳定性。

6.3 层间处理

每层缠绕间隔时间需控制在 30 分钟以内，缠绕前需用丙酮擦拭去除蜡质，确保树脂层间粘结效果良好，无气泡、无脱层现象，保障筒体结构一体性与耐久性。

7、‌固化养护

7.1 阶梯升温

采用分阶段升温方式对筒体进行热固化处理，升温过程按 25°C 、40℃、60℃三个阶段依次进行，每个阶段保持 2 小时恒温，确保树脂充分发生交联反应。

7.2 巴氏硬度

使用巴氏硬度计对筒体固化情况进行检测，当检测得到的硬度值达到 40 及以上时，表明材料已满足设计固化度要求，可进入下一道工序，以此保障筒体强度与使用寿命。

二、关键技术参数

一体化泵站筒体需具备优良的结构性能与耐久性。

1、壁厚设计

DN3000 筒体壁厚不小于 25mm ，其中防腐层厚度为 3mm ，满足长期耐蚀需求。

2、环刚度

按照 ASTM D2412 标准，环刚度 ⩾12500N/m ²，保证筒体在土压与水压作用下不发生变形。

3、轴向拉伸强度

要求 ⩾300MPa ，增强整体抗拉及吊装承载能力。

4、渗透系数

控制在＜ 1×10⁻¹¹m/s，有效防止地下水渗透，保障结构密封性与环保性能。

三、智能施工装备

为提升施工精度与作业效率，现场配备了先进的智能化施工装备，具体如下：

1、六轴联动缠绕机：具备高精度定位能力（定位误差 ±0.1mm ），可实现复杂缠绕路径的精确操作。

2、红外线固化系统：温控精度达到 ，保障固化过程均匀稳定。

3、在线质量监测系统：实时跟踪施工关键参数，

3.1 借助红外光谱技术监控树脂含量（控制在 65±3%

3.2 配套设置纤维张力波动报警系统，确保材料分布均匀、结构质量可控。

四、新型材料应用

为增强筒体结构性能、延长使用寿命，施工过程中引入了多种高性能复合材料，具体应用如下：​

1、碳纤维 / 玻璃纤维混杂增强技术：有效提升材料抗弯模量 40% 。

2、纳米 SiO₂ 改性树脂：大幅提高材料耐磨性能，使筒体使用寿命延长 3 倍。

3、UV 固化面漆：可在 30 分钟内实现表面快速固化，缩短施工工期。

五、质量与效益综合控制措施

为保障泵站筒体结构可靠性与使用寿命，施工全过程实施严密的质量管控。过程检测内容包括每层厚度测量（公差控制在 ±0.5mm ）、纤维体积含量控制（ 65‰ ）及气泡检测（气泡直径 ⩽ϕ2mm ，气泡间距 ⩾50mm ）；成品检测涵盖 1.5 倍压力水压试验、 100% 声发射覆盖检测及热成像固化均匀性分析。

结语：

一体化泵站筒体现场缠绕施工技术，通过整合智能装备、新型材料与数字化管控手段，显著提升了排涝工程建设效率与结构性能。该工艺有效突破了大型筒体运输限制，同时具备高强度、耐腐蚀、低维护等优势，能够满足现代市政工程绿色、高效的发展需求。未来，随着技术的持续优化升级，该工艺将在更多大型基础设施建设项目中展现广阔应用前景。

参考文献：

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